Kehonkoostumuksen muutosten yhteys fitnesskilpailijoiden seerumin kardiometaboliseen profiiliin | The association between body composition changes and serum cardiometabolic profile in fitness athletes

Painonpudotus kiinnostaa monia urheilijoita, tavoitteellisia kuntoliikkujia ja normaalipainoisia aikuisia, mutta kehonkoostumuksen muutosten yhteydestä kardiometaboliseen terveyteen on vähän tutkittua tietoa metabolisesti terveillä aikuisilla, joiden painoindeksi on alle 30. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, kuinka fitnesskilpailijoiden seerumin kardiometabolinen profiili muuttuu kilpailuun valmistavan intensiivisen painonpudotusjakson seurauksena sekä havainnoitiin muutosten pysyvyyttä kilpailuviikon ja kilpailujen jälkeisen palautumisjakson aikana. Lisäksi tarkasteltiin keskivartalon rasvamassan yhteyttä seerumin kardiometabolisen profiilin muutoksiin. Tutkimus oli osa Jyväskylän yliopiston ja Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen tutkimusta, jossa seurattiin 23 fitnesskilpailijan (13 miestä, 10 naista) valmistautumista vuoden 2019 suomenmestaruuskilpailuihin ja palautumista kilpailujen jälkeen. Kilpailijoiden tuloksia verrattiin kontrolleihin (10 miestä, 12 naista), jotka eivät pyrkineet muuttamaan kehonkoostumustaan, energiansaantiaan tai harjoitteluaan tutkimusjakson aikana. Osallistujien seerumin kardiometabolinen profiili (250 seerumin metaboliittia), kehonkoostumus, energiansaanti ja harjoittelukuormitus määritettiin neljässä mittauspisteessä: kuusi kuukautta ennen kilpailuja (PRE), viikko ennen kilpailuja (MID), vuorokausi kilpailujen jälkeen (COMP) ja kuusi kuukautta kilpailujen jälkeen (POST). Muutoksia seerumin kardiometabolisessa profiilissa ja niiden yhteyttä keskivartalon rasvamassaan, energiansaantiin ja harjoitteluun havainnoitiin Generalized Estimation Equations -malleilla. Painonpudotusjaksolla (PRE-MID) fitnesskilpailijoiden kehonpaino pieneni 8,0 ± 3,5 kg (naiset: false discovery rate, FDR = 0,02) ja 12,0 ± 3,4 kg (miehet: FDR < 0,001) ja kokonaisrasvamassa pieneni 10,7 ± 2,1 kg ja 9,7 ± 1,5 kg (FDR < 0,001). Kilpailijoiden seerumin HDL-kolesteroli-, HDL-fosfolipidi- ja apoA-1-pitoisuudet sekä HDL-hiukkasten lukumäärä ja partikkelikoko suurenivat (FDR < 0,01) samalla, kun seerumin triglyseridipitoisuus, VLDL-hiukkasten triglyseridipitoisuus ja partikkelikoko sekä glukoosin ja glykoproteiiniasetyylien pitoisuudet pienenivät (FDR < 0,001). Keskivartalon rasvamassan väheneminen (~-79 %, FDR < 0,001) selitti pääosaa painonpudotusjaksolla havaituista muutoksista. Kilpailuviikolla (MID-COMP) energiansaantia lisättiin ~18 % (naiset: FDR = 0,19) ja ~41 % (miehet: FDR < 0,001), mikä oli yhteydessä erityisesti HDL- ja VLDL-hiukkasten triglyseridipitoisuuksien suurenemiseen (FDR < 0,05). Palautumisjakson päätteeksi (POST) kilpailijoiden kehonkoostumus ja valtaosa (n = 64) seerumin metaboliittien pitoisuuksista oli palannut takaisin lähtötasolle (FDR > 0,05), lukuun ottamatta suurten VLDL-hiukkasten lipidikoostumusta ja yksittäisiä (n = 7) HDL-hiukkasiin liittyviä metaboliitteja (FDR < 0,05). Painonpudotus ja keskivartalon rasvamassan väheneminen ovat tulosten perusteella yhteydessä antiaterogeenisiin muutoksiin fitnesskilpailijoiden HDL- ja VLDL-hiukkasten koostumuksessa sekä seerumin glukoosin ja tulehduksen merkkiaineiden pitoisuuksissa. Energiansaannin lisääminen painonpudotuksen jälkeen voi akuutisti suurentaa HDL- ja VLDL-hiukkasten triglyseridipitoisuuksia, mutta seerumin kardiometabolisen profiilin muutokset hälvenevät merkittävissä määrin vasta kehonpainon ja -koostumuksen palauduttua painonpudotusta edeltävälle tasolle. Mahdollisten syy-seuraussuhteiden vahvistamiseksi tarvitaan lisää pitkittäistutkimusta suuremmalla otoskoolla.

Many athletes, goal-oriented exercisers, and normal-weight adults are interested in pursuing weight loss and a more aesthetic appearance. However, research on the association between body composition changes and cardiometabolic health is relatively scarce in metabolically healthy adults, whose body mass index is below 30. Thus, the current study observed, how the serum cardiometabolic profile of fitness competitors changes in response to an intensive weight loss period prior to competitions, and whether these changes persist during competition week and a post-competition recovery period. In addition, the association between android fat mass and serum cardiometabolic profile was investigated. The study was part of University of Jyväskylä and National Institute for Health and Welfare’s study that followed the competition preparation of 23 fitness athletes (13 men, 10 women) prior to the Finnish National Championships and their subsequent recovery from the pre-competition weight loss. The results of the competitor group were compared to a control group (10 men, 12 women) that strived to maintain their baseline body composition, energy intake, and exercise levels throughout the study period. Participants’ serum cardiometabolic profile (250 serum metabolites), body composition, energy intake, and energy expenditure of weekly exercise were measured in four time points: six months pre-competition (PRE), one week pre-competition (MID), one day post-competition (COMP), and six months post-competition (POST). Changes in the serum cardiometabolic profile and their associations with android fat mass, energy intake, and exercise levels were analyzed with Generalized Estimation Equations models. During the weight loss period (PRE-MID), the competitors’ body weight decreased by 8,0 ± 3,5 kg (false discovery rate, FDR = 0,02) and 12,0 ± 3,4 kg (FDR < 0,001), and total fat mass decreased by 10,7 ± 2,1 kg and 9,7 ± 1,5 kg (FDR < 0,001) in women and men, respectively. The competitors’ serum HDL-cholesterol, HDL-phospholipid and apoA-1 concentrations, and HDL particle size and number increased (FDR < 0,01), while serum total and VLDL-triglyceride concentrations, VLDL particle size, and concentrations of glucose and glycoprotein acetyls decreased (FDR < 0,001). Decreased android fat mass (~-79%, FDR < 0,001) explained the majority of the metabolic changes during the weight loss period. Increased energy intake during the competition week (women: ~18%, FDR = 0,19; men: ~41%, FDR < 0,001) was associated with increases in serum HDL- and VLDL-triglyceride concentrations (FDR < 0,05). In the end of the recovery period (POST), the competitors’ body composition and most (n = 64) of the serum metabolite concentrations had reverted back to baseline levels (FDR > 0,05), except for lipids in large VLDL particles and a few (n = 7) HDL-related metabolites (FDR < 0,05). The current results suggest that weight loss and loss of android fat mass are associated with anti-atherogenic changes in fitness competitors’ HDL and VLDL particle composition and in concentrations of serum glucose and inflammation markers. Increased energy intake after weight loss may lead to acute increases in HDL- and VLDL-triglyceride concentrations, but weight-loss-related changes in the serum cardiometabolic profile are not substantially dissipated until body weight and fat mass are regained. Further longitudinal research with larger sample sizes is warranted to confirm potential causal relationships.